用于制冷系统的电容式霜厚传感器技术方案

一种用于制冷系统中的电容式霜厚传感器，包括一对互相靠近的金属电极，其中之一位于制冷系统的蒸发器上，利用两电极之间的电容变化测定霜的厚度。制冷系统采用这种霜厚传感器可及时化霜，提高制冷效果，有利于食品的保存，并能节省耗电。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及结霜厚度的检测器件，更具体地说，涉及一种用于制冷系统中的电容式霜厚传感器。在冰箱、冷藏柜和冷库等制冷系统中，需要经常除去凝结在蒸发器表面的霜，以免其影响制冷效果，例如，家用电冰箱中，已采用了定时或根据压缩机累积运行时间加热蒸发器等化霜方法，在刘振升、李炳炎合编的《家用电器六百问》一书中也叙述了几种用于家用电冰箱的自动化霜方法和装置。但是，现有的化霜装置不能检测霜层的厚度，因此无法根据霜的厚度自动选择适当的时机进行化霜，即使对于已有的全自动无霜冰箱来说，也只是每隔一定的时间进行化霜，并不考虑该时刻霜层的实际厚度如何。这样，运行效果是不能令人满意的，难免发生有霜不化，无霜却化的现象，其结果是耗电量大，制冷效果降低，并进一步影响到食品的保存。本技术的目的在于克服上述不足之处，提出一种用于制冷系统中自动检测霜厚的电容式霜厚传感器，并为根据霜的厚度自动选择适当的时机进行化霜提供一种手段。本技术的目的通过下列方式实现在制冷系统的蒸发器表面，固定一个紧贴其上的金属片作为第一电极，在大多数情况下，蒸发器是用金属材料制成的，此时可以省去金属片，直接采用蒸发器本身作为第一电极，同时，在靠近第一电极但与其保持一定间隔的位置上，设置第二电极，第二电极也是由金属片制成，表面涂覆有防潮绝缘涂层，位于制冷系统的冷冻室内，或者，当蒸发器与冷冻室间隔一定距离时，位于同冷冻室相连通的蒸发器上，与第一电极互相绝缘由一个固定装置加以固定，这样也使得两电极相对固定，并具有适当面积的相对表面，使得其间的电容能够比较方便地被测量出。这样一对电极构成了一个电容器，其容量由两个相对表面的面积、间距以及其中的介质决定。当制冷系统工作时，两电极之间逐渐结霜，减少了空气间隙，使得容量增大，测出容量或其变化就可相应地得知霜的厚度，从而在适当的时机进行化霜。电容的测量及化霜装置可利用现有技术等实现，有各种方案可供选择，并不属于本技术的范围。这种电容式霜厚传感器可用于自动检测蒸发器上结霜的厚度，并据此进行自动化霜。显然，采用这种传感器的化霜装置能根据霜的厚度，选择适当的时机进行化霜，其效果远胜于现有的自动化霜装置，不会发生有霜不化，无霜却化的现象，可节省耗电，及时化霜，提高制冷效果，并有利于食品的保藏，而本技术所提出的霜厚传感器，使得这种根据霜厚自动化霜的装置成为现实。图1为表示本技术的第一个实施例的结构的示意性的主视图。图2为图1中的示意底视图。图3表示用于管式蒸发器的霜厚传感器的示意主视图。图4表示图3中的A－A剖面。图5表示用于集中式蒸发器的霜厚传感器的主视图。图6表示图5中的A－A剖面。下面结合附图对本技术作进一步的描述。首先参见图1。图中画出了一种位于冷冻室内的电容式霜厚传感器的结构。在板式蒸发器［1］的内壁上，紧贴着由金属片制成的第一电极［3］，它可用不锈钢或铝合金等材料制成，厚度很薄，而且其形状与板式蒸器［1］的内壁密切吻合，以获得良好的热传递性能。第一电极［3］呈矩形，在其四个顶角旁，板式蒸发器［1］的内壁上粘贴着四个金属支架［6］，用于固定第二电极［4］，这样两个电极就形成了一个位于冷冻室内并且紧靠板式蒸发器［1］的电容器，导线［5］的两股连线分别从两个电极引出，以便测量电容。为了减少存取食品时人手与电极的感应，还可以在第二电极［4］下方加装一金属网(图中未画出)，并使其与第一电极［3］相连，与第二电极绝缘，并包围住第二电极［4］，共同接地，同时引线［5］采用金属屏蔽线。图2中画出了第二电极［4］，它是一块比第一电极［3］略大的矩形金属片，也是用同种金属材料制成，表面涂有绝缘涂层，使其与第一电极［3］绝缘，并开有均匀分布的圆孔，以减少第二电极［4］对空气对流可能产生的影响。两电极的有效面积和间距决定着电容量的大小。在本例中，两电极有效的相对面积S＝6.4×10－3平方米，间距d＝4×10－3米，又由于空气的相对介电常数ε通常看作等于1，很容易由下式计算出这一平板电容器在未结霜时的容量CC＝ε0·S／d式中，ε0为真空介电常数，将上述数值代入式(1)，得到C＝ (8.85×10-12×6.4×10-3)/(4×10-3) ≈16微微法如果两电极之间结了2×10－3米厚的霜，由于结霜部分的相对介电常数远大于空气间隙部分，因此可忽略不计，此时容量C′由空气间隙d′决定，得到C＝ (8.85×10-12×6.4×10-3)/(2×10-3) ≈32微微法这一容量变化，在现有技术中很容易被测出，并用来控制自动化霜。图3、图4表示本技术用于管式蒸发器的情形。管式蒸发器［3］呈S型盘绕，它是用金属制成的，被用作第一电极，绝缘支架［2］一端夹紧在管式蒸发器［3］上，另一端安装着一个涂有绝缘层的金属圆筒［1］，它被用作第二电极，沿筒长方向开有多条平行的狭缝，其作用也是为了提供空气对流通道。绝缘支架［2］可用塑料或其它绝缘材料制成，当金属圆筒［2］较长时，可在另一端同样安装一个，以便更稳固地支撑金属圆筒［2］。用作第二电极的金属圆筒［2］，可采用铝、铜、不锈钢等材料，例如，用与第一电极同样的金属材料，如图2中的第二电极［4］那样，也可以采用其它金属材料，但是其表面总是涂有绝缘层。另外，第二电极也可以是矩形筒、椭圆筒甚至其它不规则形状，同样能与第一电极构成一个电容器。在图4中画出了本实施例的第二电极的形状，其横截面为圆形，这只是一种可以采取的方案，并不意味着限制本技术的范围。图4、图5是用于集中式蒸发器的电容式霜厚传感器。在蒸发管［1］上安装着多块换热片［2］，这些换热片［2］可用作第一电极。绝缘塑料支架［3］近似于圆柱形，粘贴在换热片［2］上，并用来粘住作为第二电极的一组金属片［4］，各金属片［4］一端相连，并交替地插入各个换热片［2］之间，平行于换热片［2］，作为第二电极，与第一电极形成互相并联的多个电容器。显然，如果只采用面积较大的一块金属片作为第二电极，而不是象本例中这样采用一组金属片，当然也是可行的。在本例中，构成第二电极的金属片［4］表面涂覆的防潮绝缘材料为聚四氟乙烯，这样绝缘效果更好。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制冷系统的电容式霜厚传感器，其特征在于包括一对金属电极和一个固定装置，其中，第一电极为制冷系统的蒸发器的金属表面或紧贴在蒸发器表面的金属片，第二电极为与第一电极相对并保持一定间隔的金属片，第二电极表面涂覆有防潮绝缘材料，并由固定装置加以固定。

【技术特征摘要】
1.一种用于制冷系统的电容式霜厚传感器，其特征在于包括一对金属电极和一个固定装置，其中，第一电极为制冷系统的蒸发器的金属表面或紧贴在蒸发器表面的金属片，第二电极为与第一电极相对并保持一定间隔的金属片，第二电极表面涂覆有防潮绝缘材料，并由固定装置加以固定。2.如权利要求1所述的电容式霜厚传感器，其特征在于所述的第二电极具有多个开孔。3.如权利要求1或2所述的电容式霜厚传感器，其特征在于所述的第二电极由绝缘的固定装置安装在制冷系统的冷冻室内或蒸发器上。4.如权利要求3所述的电容式霜厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王紫来，
申请(专利权)人：王紫来，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]